Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Systemy i układy elektroniczne
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
IEL-1-405-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika
Semestr:
4
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Golański Ryszard (golanski@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Godek Juliusz (godek@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Golański Ryszard (golanski@agh.edu.pl)
Krajewski Grzegorz (krajewsk@agh.edu.pl)
mgr inż. Szyduczyński Jakub (szyduczy@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe rozwiązania układowe w technologii bipolarnej i CMOS typowych bloków funkcjonalnych Egzamin
M_W002 Student zna zasady projektowania i analizy analogowych układów elektronicznych Egzamin
Umiejętności
M_U001 Student potrafi zastosować rozwiązania układowe układów elektronicznych, biorąc pod uwagę kryteria użytkowe i ekonomiczne Kolokwium
M_U002 Student potrafi projektować analogowe układy elektroniczne używając właściwych metod, technik i narzędzi Kolokwium
M_U003 Student potrafi sformułować specyfikację dla prostych systemów elektronicznych a także dokonać ich weryfikacji Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych Udział w konkursach i festiwalach nauki i techniki, promocja wydziału, uczelni
M_K002 Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera – elektryka, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje Aktywność na zajęciach
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe rozwiązania układowe w technologii bipolarnej i CMOS typowych bloków funkcjonalnych + - - + - - - - - - -
M_W002 Student zna zasady projektowania i analizy analogowych układów elektronicznych + - - + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi zastosować rozwiązania układowe układów elektronicznych, biorąc pod uwagę kryteria użytkowe i ekonomiczne + - - + - - - - - - -
M_U002 Student potrafi projektować analogowe układy elektroniczne używając właściwych metod, technik i narzędzi + - - + - - - - - - -
M_U003 Student potrafi sformułować specyfikację dla prostych systemów elektronicznych a także dokonać ich weryfikacji + - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych - - - + - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera – elektryka, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje + - - + - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu (28 godzin) oraz ćwiczeń projektowo – laboratoryjnych (18 godzin).

Wykłady

Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu (28 godzin): SiUE dla ELE

1. Generatory drgań sinusoidalnych: – 2 godziny. Warunki generacji drgań układów 3-punktowych. Rodzaje generatorów LC- zasilanie, klasy pracy. Poprawka liniowa i nieliniowa częstotliwości. Rodzaje wzbudzenia. Generatory kwarcowe. Przykłady rozwiązań układów generatorów. Dobroć fazowa i ARW w generatorach.
2. WO w układach nieliniowych – 3 godziny – Klasyfikacja i metody generacji funkcji nieliniowych. Analogowe układy mnożące: Układ Gilberta. Komparatory.
3. Pętla synchronizacji fazowej PLL – 4 godziny – Zasada działania. Właściwości pętli w stanie synchronizacji. Liniowy model pętli fazowej. Wpływ transmitancji filtru na właściwości śledzące pętli. Model pętli fazowej. Procesy synchronizacji pętli PLL. Scalone pętle fazowe. Detektor fazy. Detektor fazowo – częstotliwościowy PFD. Generatory przestrajane napięciem – VCO. Generatory przestrajane napięciem. Przykłady realizacji układu scalonego PLL. Przykłady zastosowań pętli fazowej.
4. Modulacja i demodulacja częstotliwości i fazy – 4 godziny – Elementarna teoria Modulacji FM. Modulacje kąta: FM i PM. Dewiacje fazy i częstotliwości przy modulacjach FM i PM. Dewiacje fazy i częstotliwości dla kosinusoidalnego sygnału modulującego. Modulacja częstotliwościowa FM sygnałem kosinusoidalnie zmiennym. Widmo sygnału FM. Wąskopasmowa modulacja FM. Wykresy wskazowe. Modulacja fazy PM. Widmo sygnału PM. Wrażliwość sygnału FM na zakłócenia i szumy. Pośrednie modulatory FM i PM. Bezpośredni modulator FM. Kwadraturowy modulator PM. Modulator Amstronga. Detektory FM – wybrane rozwiązania układowe – zasada działania oraz podstawowe właściwości. Podwójnie zrównoważone detektory sygnału PM. Wybrane modulacje cyfrowe.
5. Przemiana częstotliwości- mieszacze -3 godziny – Zasada działania idealnego mieszacza. Przemiana z zastosowaniem układu mnożącego. Widmo przemiany częstotliwości. Sygnały lustrzane. Zasady działania praktycznych układów mieszaczy. Mieszanie sumacyjne. Mieszanie iloczynowe. Mieszacze diodowe. Mieszacz zrównoważony (przeciwsobny). Mieszacz kołowy. Mieszacze tranzystorowy. Mieszacze przeciwsobne. Mieszacz podwójnie zrównoważony (układ Gilberta).
6.Szumy we wzmacniaczach – 2 godziny – Mechanizmy generacji szumów w elementach elektronicznych. Szumy w elementach półprzewodnikowych. Miary właściwości szumowych układów. Optymalizacja właściwości szumowych układów.
9. Przetworniki AC i CA. – 4 godziny – Próbkowanie i kwantyzacja. Błędy przetwarzania. Układy PP. Wybrane rozwiązania przetworników CA. Wybrane rozwiązania przetworników AC. Przetworniki z próbkowaniem nadmiarowym. Przykłady zastosowań przetworników a/c i c/a. Podstawowe zasady doboru i projektowania przetworników a/c pod kątem założonych parametrów.

Ćwiczenia projektowe:

Ćwiczenia projektowe
1. Zajęcia wstępne – 3 godziny. Omówienie i przedstawienie narzędzi projektowych NI Multisim i Ultiboard w wersji studenckiej. Przedstawienie sposobów realizacji układów na uniwersalnych płytkach płytkach prototypowych. Omówienie zestawów Analog System Lab Kit Pro TI. Przedstawienie na prostym przykładzie wszystkich czynności niezbędnych do realizacji ćwiczenia: projekt, symulacja, badania układów w wersji prototypowej, projekt płytki drukowanej (nieobowiązkowo).
2. Projekt, symulacje i pomiary wybranych (innych dla każdej grupy) aplikacji prostych wzmacniaczy tranzystorowych i scalonych – 3 godziny. Projekt i symulacje w oparciu o oprogramowanie NI, na podstawie przeprowadzonych symulacji przeprowadzenie pomiarów wykonanych z użyciem uniwersalnych płytek prototypowych układów. Wykonanie projektu płytki drukowanej z użyciem oprogramowania NI.
3. Projekt, symulacje i pomiary układów scalonych zasilaczy impulsowych i ciągłych (innych dla każdej grupy) -3 godziny Projekt układu i symulacje jak wyżej. Pomiar charakterystyk statycznych i dynamicznych wykonanych na protobordach układów, badanie przebiegów czasowych w kluczowych punktach układów przy wykorzystaniu oscyloskopu. Badanie układów zabezpieczających impulsowych i ciągłych stabilizatorów napięcia.
4. Projekt, symulacje i pomiary układów A/C i C/A na przykładzie układów wbudowanych w mikrokontrolery AVR – 3 godziny. Wykonanie układów z użyciem płyt prototypowych. Badanie podstawowych parametrów wykonanych z użyciem układów A/C i C/A aplikacji.
5. Projekt, symulacje i pomiary parametrów i charakterystyk generatorów VCO oraz kwarcowych (innych dla każdej grupy) zbudowanych w oparciu o układy scalone, w tym układy mnożące. Badanie aplikacji zbudowanej pętli fazowej jako powielacza albo dzielnika częstotliwości, modulatora fazy, demodulatora częstotliwości, eliminatora szumu – 3 godziny.
6. Projekt, symulacje i pomiary wybranych układów modulacji i demodulacji amplitudy i częstotliwości (innych dla każdej grupy) – 3 godziny, do wyboru modulatory AM, AM DSB SC zbudowane w oparciu o układy mnożące i specjalizowane układy; demodulatory AM, AM DSB SC, zbudowane w oparciu o układy mnożące i specjalizowane układy; modulator FM zbudowany w oparciu o VCO; PLL jako demodulator FM. Wykonanie praktyczne i pomiary w oparciu o płytki prototypowe uniwersalne i płyty TI

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 100 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 18 godz
Udział w ćwiczeniach projektowych 18 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 3 godz
Wykonanie projektu 18 godz
Przygotowanie do zajęć 18 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 14 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 5 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 6 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z projektu oraz egzaminu.
2. Obliczamy średnią ważoną oceny z projektu (1/3) i z egzaminu (2/3). Ocena z egzaminu jest średnią ocen uzyskanych we wszystkich terminach.
3. Wyznaczmy ocenę końcową na podstawie zależności ujętych w aktualnym Regulaminie Studiów w AGH.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

· Znajomość teorii obwodów w zakresie analizy układów elektronicznych
· Znajomość podstaw teorii półprzewodnikowej oraz elementów elektronicznych
· Znajomość metod analizy funkcji jednej zmiennej, rachunku różniczkowego oraz macierzowego, liczby zespolone.
· Umiejętność wykonywania pomiarów elektrycznych w zakresie napięć i prądów, stałych i zmiennych.
· Umiejętność zastosowania generatora sygnałów oraz oscyloskopu w pomiarach elektrycznych.
· Znajomość teorii liniowych układów elektronicznych

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Literatura podstawowa
1.Praca zbiorowa pod red St. Kuty: Elementy i układy elektroniczne cz. I i II", Wyd AGH, Kraków 2000.
2.Ciążyński W.E.: Elektronika analogowa w zadaniach. Tom 1-8, Gliwice, WPŚl 2010.
3.U. Tietze, Ch. Schenk: „Układy półprzewodnikowe”, WNT, Warszawa 2009
4.A. Filipkowski, “Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe”, WNT Warszawa 2006
5.Z. Nosal, J. Baranowski, “Układy elektroniczne cz. 1; układy analogowe liniowe”, WNT Warszawa 2003
6. P. Horowitz, W.Hill, “Sztuka elektroniki”, WKiŁ Warszawa, wyd. 9, 2009

Literatura uzupełniająca
1.Gray P.R., Hurst P.J., Lewis J.H., Meyer R.G.; Analysis and design of analog integrated circuits, 4th ed., Wiley, New York 2001.
2.Allen P.E., Holberg D.R.; “CMOS Analog Circuit Design”, Oxford UP, 2002
3.Baker R.J.: “CMOS”, Wiley, 3rd ed.,IEEE Press, 2010

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak